軟X線レーザープローブによるフェムト秒レーザーアブレーション過程の時間分解計測
Time-resolved observation of the femto-second laser ablation dynamics by using the plasma X-ray laser
長谷川 登; 錦野 将元; 山極 満; 河内 哲哉; 末元 徹; 富田 卓朗*; 武井 亮太*; 馬場 基芳*
Hasegawa, Noboru; Nishikino, Masaharu; Yamagiwa, Mitsuru; Kawachi, Tetsuya; Suemoto, Toru; Tomita, Takuro*; Takei, Ryota*; Baba, Motoyoshi*
フェムト秒レーザー照射によるアブレーションでは、グレーティング状構造等の特異的な構造の形成や極めて微小な掘削(ナノアブレーション)等の従来のナノ秒レーザーとは異なる現象が観測されている。これらは新たな加工技術として、そのメカニズムの解明が期待されている。われわれは、フェムト秒レーザーポンプ・軟X線レーザープローブ計測法を開発し、フェムト秒レーザーアブレーション過程の観測を開始している。今回、金属表面のアブレーション過程を軟X線反射率,干渉計測の二種類の計測法により観測することで、特にレーザー照射後百ピコ秒以内の初期過程の詳細計測を行った。さらに複数の材質に対して同様の計測を行うことにより、アブレーション過程の物質依存性の観測に成功した。
The dynamical processes of the laser-induced surface modifications such as laser ablation come to attract much attention for the micro processing by the ultra-short laser pulse. The soft X-ray laser (SXRL) is suitable for probing the initial process of the surface morphological changes, because it has the suitable wavelength (= 13.9 nm, penetration depth = 5 nm), short duration (= 7 ps) and large photon numbers (larger than 1e+10 photons/shot). In this study, we have developed the femto-second laser pump and soft X-ray laser probe system with the soft X-ray interferometer in order to observe the dynamical processes of the femto-second laser ablation. By using this system, we measured the surface roughness and surface modifications of the laser induced metal surface. From this result, we succeeded to obtain the clear dependence for the material (Pt, Au, W) of the laser ablation dynamics.